Domaine de l'invention
La présente invention concerne les moteurs électro-ioniques à plasma
appliqués notamment à la propulsion spatiale, mais également à des procédés industriels
au sol, et plus particulièrement les propulseurs à plasma du type à dérive fermée
d'électrons encore appelés propulseurs à plasma stationnaire (SPT), propulseurs
de Hall ou propulseurs à couche anodique (ALT).
Art antérieur
On connaît déjà notamment par un article de L. A. ARTSIMOVICH et aL
("Development of a steady plasma engine (SPE) and its use on a 'Meteor' artificial
satellite"; Kosmicheske Issledovaniya (URSS), Vol. 12(3) mai-juin 1974, pages 451-468)
concernant le programme de développement du propulseur à plasma stationnaire (SPT)
et ses essais sur le satellite "METEOR", des propulseurs du type à dérive fermée
d'électrons ou propulseurs à plasma stationnaire qui se distinguent des autres catégories
de propulseurs ioniques par le fait que l'ionisation et l'accélération ne sont pas
différenciées et que la zone d'accélération comporte un nombre d'ions et d'électrons
égal, ce qui permet d'éliminer tout phénomène de charge d'espace.
On décrira ci-après, en référence à la figure 6, un propulseur à dérive
fermée d'électrons tel qu'il a été proposé dans l'article précité de L.A. ARTSIMOVICH
et al.
Un canal annulaire 1 défini par une pièce 2 en matériau isolant est
placé dans un électro-aimant comprenant des pièces polaires annulaires externe 3
et interne 4 placées respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la pièce 2
en matériau isolant, une culasse magnétique 12 disposée à l'amont du moteur et des
bobines d'électro-aimant 11 qui s'étendent sur toute la longueur du canal 1 et sont
montées en série autour de noyaux magnétiques 10 reliant la pièce polaire externe
3 à la culasse 12. Une cathode creuse 7, connectée à la masse, est couplée à un
dispositif 17 d'alimentation en xénon pour former un nuage de plasma devant la sortie
aval du canal 1. Une anode annulaire 5 reliée au pôle positif d'une source d'alimentation
électrique par exemple de 300 volts est disposée dans la partie amont fermée du
canal annulaire 1. Un tube d'injection de xénon 6, coopérant avec un isolateur thermique
et électrique 8 débouche dans un canal de distribution annulaire 9 disposé immédiatement
au voisinage de l'anode annulaire 5.
Les électrons d'ionisation et de neutralisation proviennent de la
cathode creuse 7. Les électrons d'ionisation sont attirés dans le canal annulaire
isolant 1 par le champ électrique régnant entre l'anode 5 et le nuage de plasma
issu de la cathode 7.
Sous l'effet du champ électrique E et du champ magnétique B créé par
les bobines 11, les électrons d'ionisation prennent une trajectoire de dérive en
azimut nécessaire pour maintenir le champ électrique dans le canal.
Les électrons d'ionisation dérivent alors selon des trajectoires fermées
à l'intérieur du canal isolant, d'où le nom du propulseur.
Le mouvement de dérive des électrons augmente considérablement la
probabilité de collision des électrons avec les atomes neutres, phénomène produisant
les ions (ici de xénon).
Le champ magnétique est défini par la forme des pièces 3, 4. Les lignes
13 du champ magnétique sont essentiellement radiales dans le plan de sortie 14 du
propulseur.
Les propulseurs à dérive fermée d'électrons mettent ainsi en jeu des
accélérations d'ions dans un plasma. Les ions ne sont pas mono-énergétiques. En
première approximation, le faisceau d'ions présente deux composantes :
- une composante assez étroite, de haute énergie, qui provient de la région d'ionisation
en amont du canal d'accélération 1, et
- une composante fortement divergente, de faible énergie, qui apparaît à partir
de la sortie du canal d'accélération 1 et se développe dans le volume situé immédiatement
en aval du plan de sortie 14 du propulseur.
Les figures 8a et 8b montrent la distribution du courant d'ions du
faisceau ionique en fonction de l'énergie pour propulseur ionique fonctionnant à
une tension de décharge Vca de 300 V.
La figure 8a comporte six courbes correspondant à des angles respectivement
de 0°, 7°30', 15°, 22°30', 30° et 37°30' par rapport à l'axe du propulseur. On peut
constater que le courant ionique présente un pic correspondant à 270 eV, dont l'amplitude
décroît fortement quand la valeur de l'angle par rapport à l'axe du propulseur augmente.
Ce pic principal est dû aux ions primaires. Des ions secondaires produits au niveau
du plan de sortie du propulseur forment par ailleurs un pic secondaire correspondant
à une énergie de 20 à 30 eV. L'amplitude du pic secondaire est pratiquement indépendante
de la valeur de l'angle de divergence par rapport à l'axe du propulseur.
La figure 8b montre avec une échelle agrandie, cinq courbes correspondant
à des angles respectivement de 37°30', 45°, 52°30', 60° et 67°30'. On peut observer
que la densité des ions à haute énergie décroît très fortement pour les valeurs
élevées de l'angle de divergence par rapport à l'axe de l'appareil. Toutefois, il
subsiste encore pour un angle de divergence 67°30' un pourcentage non négligeable
d'ions ayant une énergie supérieure à 100 eV. Ces ions sont capables de causer un
dommage par leur projection.
La figure 9 montre la distribution angulaire des ions de faible énergie
et de haute énergie et donne une représentation d'ensemble du profil du faisceau.
La courbe en traits pleins 31 donne la valeur du courant d'ions mesuré dans un collecteur
à 30 V en fonction de l'angle de divergence par rapport à l'axe du propulseur et
la courbe en traits discontinus 32 donne la valeur du courant d'ions mesuré dans
un collecteur à 50 V également en fonction de l'angle de divergence par rapport
à l'axe du propulseur.
On voit sur la figure 9 que le pic de densité 33, 34 centré à 0° est
la contribution des ions de haute énergie provenant du front d'ionisation situé
à l'intérieur du canal d'accélération tandis que la distribution étalée de faible
densité correspond aux ions de faible énergie.
La figure 7 montre une partie de propulseur à dérive fermée d'électrons
classique du genre de celui décrit en référence à la figure 6. On voit sur cette
figure 7 des flèches 52 donnant l'orientation des vecteurs de vitesse des ions,
ainsi qu'une courbe en pointillés 51 représentant la distribution de densité des
ions, juste à la sortie du canal d'accélération 1. Les lignes de champ magnétique
113 à la sortie du canal d'accélération 1 créées par les pièces polaires 3, 4 et
les bobines 11, 15 sont également représentées en superposition à la représentation
de la distribution des ions. On voit que les trajectoires des ions sont perpendiculaires
aux lignes de champ magnétique. Il s'ensuit que les trajectoires 54, 56 des ions
en des points 53, 55 situés à la périphérie du canal d'accélération 1 en aval du
plan de sortie 14 sont pratiquement perpendiculaires à l'axe Z du propulseur.
La trajectoire des ions de la composante de faible énergie et fortement
divergente du faisceau d'ions, qui est gouvernée par les lignes de champ magnétique
correspondant à des équipotentielles, peut avoir un effet très dommageable sur la
surface de l'engin spatial sur lequel est monté le propulseur.
Dans le cas d'applications industrielles, notamment dans des installations
de pulvérisation par faisceau ionique, le fait de ne pas disposer d'un faisceau
aux frontières bien délimitées cause aussi des problèmes, car le faisceau s'étale
au-delà de la cible et frappe les parois de l'enceinte du dispositif, introduisant
ainsi une contamination du revêtement.
Objet et description succincte de l'invention
L'invention vise à remédier aux inconvénients précités et à permettre
la production d'un faisceau ionique de sortie du propulseur présentant un contour
bien défini et une densité d'ions dont la répartition est optimisée pour éviter
des agressions dues aux ions de faible énergie situés à la périphérie du faisceau.
Ces buts sont atteints grâce à un propulseur à plasma à dérive fermée
d'électrons, comprenant :
- un canal annulaire d'ionisation et d'accélération défini par des pièces en matériau
isolant et présentant une ouverture à son extrémité aval,
- au moins une cathode creuse disposée à l'extérieur dudit canal annulaire et
en aval de celui-ci,
- une anode annulaire concentrique au canal annulaire et disposée en amont de
l'ouverture dudit canal à distance de celle-ci,
- des premier et deuxième moyens d'alimentation en gaz ionisable associés respectivement
à la cathode creuse et à l'anode annulaire,
- un circuit magnétique de création d'un champ magnétique dans le canal annulaire,
ce circuit magnétique comprenant plusieurs moyens distincts de création d'un champ
magnétique, une culasse, un circuit magnétique périphérique disposé axialement à
l'extérieur du canal annulaire et des pièces polaires périphérique et centrale reliées
entre elles par ledit circuit magnétique périphérique et ladite culasse et disposées
de part et d'autre du canal annulaire pour produire un champ magnétique essentiellement
radial dans un plan de sortie perpendiculaire à l'axe dudit canal annulaire,
caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
- une pièce polaire magnétique évasée essentiellement tronconique ouverte à ses
deux extrémités, coaxiale avec l'axe du canal annulaire, située en aval dudit plan
de sortie et s'évasant vers l'aval; et
- au moins un circuit magnétique périphérique additionnel reliant l'extrémité
aval de ladite pièce polaire magnétique évasée à la pièce polaire périphérique située
à l'extérieur du canal auxiliaire, la pièce polaire magnétique évasée coopérant
avec le circuit magnétique périphérique additionnel et les pièces polaires situées
de part et d'autre du canal annulaire pour définir la forme du champ magnétique
en aval du canal annulaire de manière à contraindre le faisceau d'ions émis par
le canal annulaire à rester à l'intérieur d'une zone essentiellement conique dont
l'angle au sommet prédéterminé est défini par l'angle au sommet de la pièce polaire
évasée.
Ainsi, selon l'invention, le faisceau ionique en sortie du canal annulaire
d'accélération est contraint de rester à l'intérieur d'un cône dont le demi-angle
au sommet est défini par le demi-angle au sommet de la pièce polaire évasée, sans
toutefois que le demi-angle au sommet du faisceau ionique conique soit nécessairement
rigoureusement égal à celui de la pièce polaire évasée.
La pièce polaire évasée située en aval du plan de sortie habituel
du canal d'accélération a essentiellement pour rôle de conformer le champ magnétique
en aval du plan de sortie et par là-même de modifier les équipotentielles à l'extérieur
du propulseur et la trajectoire des ions, de manière à rendre le trajet des ions
plus directif et éviter tout risque d'endommagement des parois extérieures situées
au voisinage du faisceau ionique.
On notera que la pièce polaire évasée est elle-même protégée contre
des agressions par les ions puisque les trajectoires des ions périphériques sont
essentiellement tangentes à cette pièce polaire évasée.
Le demi-angle au sommet (α) défini entre l'axe du canal annulaire
(1) du propulseur et l'évasement de la pièce polaire évasée essentiellement tronconique
est compris entre 30° et 60°.
Avantageusement, le demi-angle au sommet (α) défini entre l'axe
du canal annulaire (1) du propulseur et l'évasement de la pièce polaire évasée essentiellement
tronconique est de 45°.
Selon un mode particulier de réalisation, la pièce polaire évasée
présente une courbe telle que l'angle formé par ladite pièce et l'axe du propulseur
augmente lorsque l'on s'éloigne du plan de sortie vers l'aval, de manière à permettre
un épanouissement progressif des lignes de champ magnétique.
Selon une caractéristique avantageuse, la pièce polaire évasée est
recouverte d'un revêtement destiné à accroître l'émissivité de la surface de ladite
pièce, à réaliser une isolation électrique ou à constituer une protection contre
une contamination entre le canal annulaire et la pièce polaire évasée.
Le revêtement peut être réalisé en un matériau identique à celui des
pièces délimitant le canal annulaire et peut être constitué par l'un au moins des
matériaux suivants : aluminium, nitrure de bore, silice, nitrure d'aluminium, nitrure
de silicium, Al2O3-TiO2 et TiN.
Selon un mode de réalisation possible, le circuit magnétique périphérique
additionnel est constitué par un anneau ferromagnétique unique.
De façon plus particulière, la cathode creuse est incorporée dans
un trou formé dans la pièce polaire évasée et est munie d'un écran ferromagnétique
de protection face au champ magnétique local.
Le circuit magnétique périphérique additionnel peut encore comprendre
des barreaux ferromagnétiques.
Dans ce cas, selon une réalisation particulièrement avantageuse, lesdits
barreaux ferromagnétiques sont constitués en fer doux et sont entourés de bobines
dont le sens d'enroulement est tel que le flux magnétique créé dans le circuit magnétique
périphérique additionnel est dirigé dans un sens opposé à celui du flux magnétique
créé dans ledit circuit magnétique périphérique disposé axialement à l'extérieur
du canal annulaire.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront
de la description suivante de modes particuliers de réalisation, donnés à titre
d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une partie d'un propulseur à plasma
à dérive fermée d'électrons équipé d'un dispositif de conformation de faisceau selon
un premier mode particulier de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale de l'ensemble d'un propulseur
à plasma à dérive fermée d'électrons équipé d'un dispositif de conformation du faisceau
selon un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue axiale d'une partie d'un propulseur à plasma à dérive
fermée d'électrons équipé d'un dispositif de conformation de faisceau selon l'invention
dans lequel est incorporée la cathode creuse,
- la figure 4 est une vue en coupe axiale montrant une variante de réalisation
d'un dispositif de conformation de faisceau selon l'invention appliqué à un propulseur
à plasma à dérive fermée d'électrons,
- la figure 5 montre des histogrammes comparatifs de profil du faisceau ionique
pour un propulseur à plasma standard et pour deux modes de réalisation différents
de propulseurs équipés de dispositifs de conformation de faisceau selon l'invention,
- la figure 6 est une vue en coupe axiale montrant un exemple de propulseur à
plasma à dérive fermée d'électrons selon l'art antérieur,
- la figure 7 est une vue en coupe axiale d'une partie d'un propulseur à plasma
à dérive fermée d'électrons selon l'art antérieur, montrant la distribution de densité
des ions superposée aux lignes de champ magnétique à l'extérieur du canal d'accélération,
- les figures 8a et 8b montrent des courbes donnant la distribution du courant
ionique en fonction de l'énergie selon différentes orientations par rapport à l'axe
du propulseur pour un propulseur à plasma de l'art antérieur, et
- la figure 9 montre le profil de l'ensemble d'un faisceau d'ions à la sortie
d'un propulseur à plasma de l'art antérieur pour deux collecteurs ayant des tensions
différentes.
Description détaillée de modes particuliers de réalisation
La figure 1 est une vue similaire à celle de la figure 7 et montre
un exemple de mise en oeuvre de moyens de conformation d'un faisceau ionique qui,
conformément à l'invention, sont disposés en aval du plan de sortie 14 d'un moteur
à plasma à dérive fermée d'électrons.
On voit sur la figure 1 la partie aval du canal d'accélération annulaire
1 délimité par des pièces 2 en matériau isolant représentées en pointillés, et la
partie aval du circuit magnétique principal de création d'un champ magnétique dans
le canal 1. Le circuit magnétique principal comprend une pièce polaire centrale
4 et une pièce polaire annulaire périphérique 3 situées au voisinage du plan de
sortie 14 ainsi qu'un circuit magnétique périphérique 10, des bobines d'électro-aimant
périphériques 11 et des bobines d'électro-aimant coopérant avec la pièce polaire
centrale 4, ainsi qu'une culasse analogue à la culasse 12 de la figure 6 mais non
représentée sur la figure 1. Les éléments 1 à 4, 10, 11, 15 de la figure 1 peuvent
être réalisés d'une manière similaire aux éléments correspondants de la figure 7
qui correspond à une réalisation de l'art antérieur.
De même, le propulseur à plasma à dérive fermée d'électrons de la
figure 1 peut comprendre de façon classique, selon une réalisation pouvant être
par exemple, du genre de celle représentée sur la figure 6, sans être nécessairement
identique, une anode annulaire 5 concentrique au canal annulaire 1 et disposée à
une certaine distance en amont de l'ouverture du canal 1, et des moyens 6 d'alimentation
en gaz ionisable, tel que du xénon, associés à l'anode annulaire 5. Le propulseur
à plasma selon l'invention comprend en outre une cathode creuse 7, non représentée
sur la figure 1, mais visible sur la figure 2, qui est disposée à l'extérieur du
canal 1 en aval de celui-ci et est associée à des moyens 17 d'alimentation en gaz
ionisable tel que du xénon.
Le circuit magnétique principal produit un champ magnétique dont les
lignes de champ 13 sont essentiellement radiales dans le plan de sortie 14 perpendiculaire
à l'axe du propulseur. Il est important de noter que les modifications apportées
à un propulseur à plasma selon l'invention ne modifient pas la forme des lignes
de champ 13 à l'intérieur du canal annulaire 1, lesquelles lignes de champ 13 à
l'intérieur du canal 1 sont identiques dans le cas du propulseur connu de la figure
7 et dans celui du propulseur selon l'invention représenté sur la figure 1. En revanche,
les lignes de champ magnétique 113a en aval du plan de sortie 14 sont fortement
modifiées dans le cas de la réalisation de la figure 1, par rapport aux lignes de
champ 113 de la figure 7.
Le propulseur à plasma de la figure 1 est en effet équipé d'un circuit
magnétique périphérique additionnel 60 reliant à la pièce polaire périphérique 3
située à l'extérieur du canal annulaire 1 une pièce polaire magnétique évasée essentiellement
tronconique 63 qui est ouverte à ses deux extrémités, est coaxiale à l'axe du canal
annulaire 1 en étant située en aval du plan de sortie 14, et s'évase vers l'aval.
La pièce polaire tronconique 63 coopère avec le circuit magnétique
périphérique additionnel 60 et les pièces polaires 3, 4 situées de part et d'autre
du canal 1 pour définir la forme du champ magnétique en aval du canal annulaire
1.
De façon plus particulière, la pièce polaire 63 essentiellement tronconique
peut présenter un demi-angle au sommet α compris entre 30° et 60° et par exemple
de l'ordre de 45°.
La pièce polaire additionnelle 63 peut être reliée au circuit magnétique
principal 10, 3, au niveau du plan de sortie 14, par des barreaux 60. Ces barreaux
60 peuvent être constitués par de simples pièces ferromagnétiques sans adjonction
d'élément actif sur le plan magnétique (aimant permanent, bobine d'électro-aimant)
ni au niveau de la pièce polaire 63, ni au niveau des barreaux 60 constituant le
circuit magnétique périphérique additionnel.
Toutefois, de préférence, des éléments actifs sur la plan magnétique
sont incorporés dans le circuit magnétique périphérique additionnel. Ainsi, les
barreaux 60 peuvent être constitués par des aimants permanents.
Selon un mode de réalisation avantageux, les barreaux 60 sont constitués
en fer doux et, comme représenté sur la figure 1, sont entourés de bobines 61 dont
le sens d'enroulement est tel que le flux magnétique créé dans le circuit magnétique
périphérique additionnel est dirigé dans un sens opposé à celui du flux magnétique
créé dans le circuit magnétique 10 disposé à l'extérieur du canal annulaire 1 parallèlement
à l'axe du propulseur.
La figure 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention,
dans lequel le circuit magnétique périphérique additionnel 80 est constitué par
un anneau ferromagnétique unique.
De façon plus particulière, sur la figure 2, on a représenté un mode
de réalisation dans lequel l'ensemble de la pièce polaire 63 essentiellement tronconique
et du circuit magnétique périphérique additionnel 80 est constitué par une pièce
unique fixée par exemple par boulonnage ou par soudage, sur les pièces polaires
périphériques situées à l'extérieur du canal annulaire 1.
La pièce polaire tronconique 63, les barreaux 60 ou l'anneau ferromagnétique
80 peuvent être réalisés en une ferrite isolante électriquement.
Comme on peut le voir sur le mode de réalisation de la figure 3, dans
un propulseur à plasma à dérive fermée d'électrons conforme à l'invention, la cathode
creuse 7 peut être incorporée dans un trou 163 formé dans la pièce polaire évasée
63. Dans ce cas, la cathode creuse 7 est équipée d'un écran ferromagnétique 164
de protection face au champ magnétique local. L'écran ferromagnétique 164 de protection
peut être disposé autour d'une électrode d'allumage 72 qui entoure elle-même le
corps 71 de la cathode creuse 7 alimentée en gaz ionisable. L'électrode d'allumage
72 et le tube 164 contribuent ainsi tous deux à constituer un écran protecteur contre
la chaleur pour le corps 71. La cathode creuse 7 peut être montée sur les pièces
polaires 3 et 63 par une bride 73. L'axe de la cathode 7 est approximativement parallèle
aux lignes de champ magnétique local.
La pièce polaire 63 formant divergent peut être recouverte d'un revêtement
263 (Fig 3) pouvant jouer plusieurs rôles. Ainsi, le revêtement 263 peut accroître
l'émissivité de la surface de la pièce de manière à accroître le flux de rayonnement
et ainsi abaisser la température de fonctionnement du propulseur.
Le revêtement 263 peut encore assurer une isolation électrique.
Enfin le revêtement 263 peut constituer une protection contre une
contamination entre le canal annulaire 1 et la pièce polaire évasée 63.
Une même couche de revêtement peut répondre à ces trois objectifs.
Le revêtement 263 peut également se prolonger par un revêtement 263b réalisé sur
les côtés du propulseur (Fig 3).
Le revêtement 263, 263b peut être réalisé en un matériau identique
à celui des pièces délimitant le canal annulaire 1.
A titre d'exemple, le revêtement 263, 263b peut être réalisé par l'un
des matériaux suivants, ou une combinaison de ces matériaux : aluminium, nitrure
de bore, silice, nitrure d'aluminium, nitrure de silicium, Al2O3-TiO2
et TiN.
La figure 4 montre une variante de réalisation de l'invention selon
laquelle la pièce polaire additionnelle 63 ne présente pas une forme exactement
tronconique, mais plutôt une forme évasée à la manière d'une tulipe, la pièce polaire
évasée 63 présentant une courbure 363 telle que l'angle formé par cette pièce et
l'axe du moteur augmente lorsque l'on s'éloigne du plan de sortie 14 vers l'aval,
de manière à permettre un épanouissement progressif des lignes de champ magnétique.
Si l'on se reporte à nouveau à la figure 1, on voit que les lignes
113a du champ magnétique à l'extérieur du canal annulaire 1 sont moins convexes
que les lignes 113 de la figure 7 tandis que les lignes de champ magnétique 13 à
l'intérieur du canal 1 sont pratiquement inchangées.
Les ions formés et accélérés à l'extérieur du canal 1 sont forcés
de rester à l'intérieur d'un cône défini par la pièce polaire additionnelle 63.
En effet, cette pièce polaire additionnelle 63, le circuit magnétique additionnel
associé 60, 61 et les pièces polaires 3, 4 coopèrent pour conformer le champ magnétique,
et donc les lignes équipotentielles 113a en aval du plan de sortie 14 du moteur.
Un ion créé en un point 53a est accéléré selon un vecteur 54a selon une direction
normale à une équipotentielle, qui correspond de très près à une ligne de champ
magnétique. On constate ainsi que les ions accélérés à la périphérie du faisceau
ionique sont pratiquement parallèles à la pièce 63 et peuvent rester à l'intérieur
d'un cône dont le demi-angle au sommet est conditionné par le demi-angle au sommet
α de la pièce tronconique 63 ou de la pièce évasée assimilable à un tronc
de cône.
D'une manière générale, dans un propulseur à plasma conforme à l'invention,
la densité des ions est augmentée au voisinage de l'axe et est fortement diminuée
dans la zone excentrée. Le faisceau ionique est ainsi mieux collimaté, ce qui optimise
son utilisation dans des applications industrielles et dans tous les cas réduit
les risques de contamination.
On a représenté sur la figure 5 trois histogrammes donnant le profil
d'un faisceau ionique à une distance de 500 mm de la sortie du propulseur pour les
trois cas suivants :
- S) avec un propulseur à plasma standard de l'art antérieur,
- P) avec un propulseur à plasma selon l'invention équipé d'un circuit passif
de conformation du champ magnétique à la sortie du propulseur, un tel circuit passif
comprenant une pièce polaire 63 et un circuit magnétique additionnel 60 sans éléments
magnétiques actifs tels que des aimants permanents ou des électro-aimants,
- A) avec un propulseur à plasma selon un mode de réalisation préférentiel de
l'invention, le circuit de conformation de champ 60, 63 à la sortie du propulseur
étant de type actif et comprenant des éléments magnétiques actifs tels que des aimants
permanents ou des électro-aimants.
Si l'on considère l'histogramme S montrant la divergence d'un faisceau
ionique issu d'un propulseur à plasma standard, on constate que la densité d'ions
sur les bords est non négligeable tandis que la densité d'ions au voisinage de l'axe
reste modérée.
L'histogramme P montre l'amélioration obtenue lorsque l'on utilise
un propulseur à plasma équipé selon l'invention de moyens additionnels 63, 60 de
conformation de champ magnétique, tels que par exemple les moyens 63, 60 de la figure
1, les bobines 61 n'étant pas excitées, ce qui correspond à des moyens de conformation
de type passif. On constate dans ce cas une augmentation de la densité des ions
au voisinage de l'axe et une diminution de la densité des ions sur les bords.
L'histogramme A correspond à la mise en oeuvre de moyens additionnels
de conformation de champ magnétique 63, 60 de type actif, c'est-à-dire par exemple
au mode de réalisation de la figure 1 avec des bobines 61 excitées. Dans ce cas,
on constate que la densité des ions au voisinage de l'axe est multipliée pratiquement
par un facteur de trois tandis que la densité sur les côtés est tout à fait négligeable.